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水钻掘进法在污水管道顶管施工中的应用

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水钻掘进法在污水管道顶管施工中的应用

发布日期:2017-12-14 作者: 点击:

1、水钻法介绍

所谓水钻法,即采用钻孔取芯机(水磨钻机)在需要开挖的岩面上钻孔取芯,通过钻孔取芯机沿管径外沿钻若干个孔,孔孔相连,待所有钻孔连成一个环后,岩芯便与岩壁分离,形成一圆外周临空面,然后对剩余的岩芯部分进行打孔,孔内打入钢楔,捶击钢楔挤压岩石,使岩石同时受到铅锤面上的剪切力和水平面上的拉力作用,当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和时,岩石沿水平面被拉裂并从底部发生剪切破裂,最后将破裂分离的岩块利用机具运出。全部完成一轮工序后,即可进行下一轮钻孔、取芯、破碎、外运,如此进行反复循环,直至满足顶管空间需求。因钻孔取芯机在操作过程中需要用冷却水对钻头处进行水冷,保证打钻过程中不淤钻、不卡钻,故称之为“水钻法”。

2、水钻法在柳州市的应用

柳东新区位于柳州市东面,属于城市发展东扩区域,实行分流制排水体制。柳东新区官塘片区污水收集管网第二合同段管道全长11506m,管径为d1200-1800,管道埋深为3-8m。管线需要穿越田地、道路、河沟等,施工条件复杂,沿线地质情况为杂填土、塑性粘土、粉质粘土、砂砾石、淤泥质粘土、中风化岩和微风化岩等,局部地段有连续或不连续的中微风化岩,地下水位较高。根据管线地勘资料显示,约有总长为200m的管道位于微风化白云岩层,岩体均匀,其中EW10#-EW11#段管道长约120m,GW4#-GW5#段长约80m,设计管道管径为d1800mm。由于受地形、地质、经济条件限制,只能采取人工掘进顶管施工的方式。如果采用传统的人工风镐掘进施工,将面临施工空间较小、施工难度大、工期无法保证等困难,沿线居民也不允许采用炸药爆破开槽工艺,考虑岩层的特性,因此必须采取针对性的特殊方式进行石方破除施工——水钻掘进法。

3、施工工序

主要工序及工艺流程如下:施工准备→测量及校准→顶管工作井开挖及浇筑→敷设顶管导轨→设置顶进后背→安装顶进设备→吊放管节→挖掘顶进(水钻施工)→测量及纠偏→再次挖掘顶进(水钻施工)→循环作业→水泥压浆→管道抹带→检查井砌筑。

3.1顶管工作井

顶管工作井的施工方法很多,本工程采用逆作法施工,由上至下分层开挖分层施工。每层深1-1.5m,每开挖一层,立即进绑扎钢筋、支立模板、浇筑混凝土,混凝土强度等级C30。井体浇筑到设计深度后先浇筑混凝土垫层,垫层强度达标后,然后绑扎钢筋浇筑混凝土底板。由全站仪定位好顶进中心线后铺设钢导轨,两导轨应顺直、平行、等高。工程采用2台活塞式液压千斤顶作为主顶。千斤顶后端用钢板和靠背钢钢筋混凝土将反力均匀作用于工作井,前端顶进利用顶铁、分压环将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性,与管端面接触相对平整,无变形,这样轴向顶力能够均匀分配于管材,从而防止管口变形。EW10#-EW11#段管线和GW4#-GW5#段管线分别设置4个工作井,工作井平面尺寸为7000mm×4000mm,实行双向对顶施工。

3.2管节吊放

当井内外的准备工作完成后,验收合格的管材用起重设备吊到工作井的导轨上就位。顶管前应在管材两端安装3mm的木层垫板,可以有效缓冲管材相互之间的压力。这样可以保护管材在挤压的情况下不变形、不破口、不破裂。

3.3水钻法掘进

水钻掘进施工主要包括以下几道关键工序:搭设支架、水钻取芯、芯柱外运、桩芯破碎、碎块外运。

本文网址:http://www.szdskarry.com/news/378.html

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